[发明专利]高压开关柜热缺陷在线监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压开关柜的温度测试方法和测试系统，具体是指高压开关柜热缺陷在线监测系统及方法。

背景技术

为防止因为接触不良引起局部过热，从而导致开关柜绝缘破坏造成短路事故，人们开发了各种开关柜在线测温的方案。目前各种在线测温的的方式都是针对导电回路的某些个别接触点来进行，其基本的作法就是在处于高电位的各接触点处安装传感器，并通过无线信号或光纤将该点的温度信息从高电位点传输下来，加以接收和显示。如: 公开(公告)号:CN202141526U的文件中介绍了一种开关柜无线测温装置，其目的是利用无线传输来解决安装在高电位区的传感器向低电位区传输数据的问题。其构成包括温度传感器、温度检测电路、处理装置和射频通信电路，温度传感器与开关柜的触头及电缆接头相连接，并通过温度检测电路连接处理装置，处理装置与射频通信电路相连接。该方案虽能实时的采集触头的温度，全天候的在线监测，直接通过无线方式传输数据解决高压隔离的问题。此方式的不足之处在于将温度传感器安装在具有较高电压的部位，较大地改变了设备原来的状态和原有的电场分布和绝缘距离，存在一定的安全隐患。

公开号为CN202195898U的文件中，公开了一种高压开关柜用光纤式温度在线监测装置。其目的是希望利用光纤自身是绝缘体同时又具有某种温度敏感性的特点，同时解决传感器的安装和数据传输的问题，其构成包括一个监控计算机和多个与监控计算机相连接的测温系统；测温系统包括一个光纤测温仪和多个与光纤测温仪相连接的光纤温度传感器；监控计算机与测温系统的光纤测温仪之间通过RS485总线相连接；光纤测温仪与光纤温度传感器之间通过光纤相连接。光纤测温仪包括微控制器、显示器、光纤温度传感器接口、RS485总线接口和报警信息输出接口。该发明的高压开关柜用光纤式温度在线监测装置，具有可解决高压开关柜内信号易受干扰的问题、提高温度监测的准确性和可靠性等优点。

由于传感器及附件许多都是导电体， 这种在高电位区安装传感器的方式就会改变相关区域原有的绝缘结构，减小原本裕度不大的绝缘距离，同时破坏原有的电场分布，从而降低开关柜的绝缘水平。开关柜中，为了保证应有的绝缘强度，绝缘支撑件一般都会在其外部设计相应的绝缘裙边以增加表面爬电距离，所以，即使是采用本身就是绝缘材料的光纤进行测温，也必须要将光纤从高电位区连接到低电位区，这种连接也会使得高压绝缘的有效爬距因此而减小，同样会降低开关柜的绝缘水平。有可能导致绝缘事故。

为了克服上述在接触点处安装传感器的测温方式对开关柜绝缘水平可能带来的不利影响，也有提出用红外检测的方式来进行测温。如公开号为203071440V的文件中公开了一种基于红外测温的开关柜在线测温装置，其目的是希望通过红外测温能够避免在高电场区域安装测温传感器以及如何将高电位信号向零电位区传输的问题。其方法是在开关柜的面板上加装观察窗，利用观察窗用红外测温仪对相应部位的温度进行测试。这种红外测温方式虽然克服了在接触点处安装传感器带来的绝缘水平下降的问题。但是由于开关柜自身结构上的原因，柜内存在各种部件对红外辐射的遮挡，这种在开关柜壁上开窗口的办法将有大多数的接触点的温度测不到，这就极大地限制了红外测温技术的应用。而且，一台开关柜的接触点可能有几十个，这种逐点检测的方式只可能实现对某些个别的部位进行检测，不可能对每一个接触点都检测到，否则，测试系统将会变得过于庞大，过于复杂。在实践中可以知道：主导电回路上任何一个接触点都有可能出现松动而发生过热。所以，目前开关柜的各种在线测温方式都是不全面的，都不能实现对于开关柜的全面监测。即便如此，这种仅能对少数接触点在线测温的局部监测方式，就已经使得系统非常复杂了，复杂的接线和众多的相关部件的安装，很大地改变了开关柜设备原有的状态，这对开关柜日后的运行维护带来很大困难。而且，测试系统自身也存在着需要维护的问题。非常肯定的是，开关柜的寿命要比测试系统的寿命长得多，而且开关柜一旦投运后要停下来是很困难的，在此期间，测试系统出现问题又该怎么办?特别是最容易出现故障的传感器及连接线在出现故障后，有没有可能及时进行处理和更换?这些都是目前开关柜在线测温系统亟待解决的问题。